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基于石墨烯衬层的锂电池

阅读:632发布:2023-03-24

专利汇可以提供基于石墨烯衬层的锂电池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种基于 石墨 烯衬层的锂 电池 ,包括电池壳体,电池壳体内装设有电芯,并在电芯的极 耳 上设有极片,且相对于极耳,在极片的另一端分别电联接有极柱,并电池壳体的开口端封堵有盖板,在盖板的底部构造有外凸设置的凸台,在凸台上设有容纳腔,容纳腔的开口端封堵有堵盖,并于容纳腔内安装有可构成对氢气、一 氧 化 碳 和二氧化碳 吸附 的 块 状吸附物,且在堵盖上安装有间隔布置的两个单向通气 阀 ,以构成容纳腔与电池壳体内部间的连通。本实用新型所述的基于 石墨烯 衬层的锂电池,通过在盖板的凸台上设置容纳腔,并在其内设置吸附物和单向通气阀,可对电池壳体内产生的部分气体进行吸附,而可提高电池的安全性。,下面是基于石墨烯衬层的锂电池专利的具体信息内容。

1.一种基于石墨烯衬层的锂电池,包括电池壳体(1),于所述电池壳体(1)内装设有电芯(10),并于所述电芯(10)的极(2)上设有与正极和负极电联接的两个极片,且相对于所述极耳(2),于两所述极片的另一端分别电联接有极柱,并于所述电池壳体(1)的开口端封堵有盖板(6),其特征在于:在所述盖板(6)的底部构造有外凸设置的凸台,于所述凸台上设有容纳腔,于所述容纳腔的开口端封堵有堵盖,并于所述容纳腔内安装有可构成对氢气、一和二氧化碳吸附状吸附物,且于所述堵盖上安装有间隔布置的两个单向通气,以构成所述容纳腔与所述电池壳体内部间的连通;初始时,所述容纳腔为真空状态。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:所述吸附物包括可吸附氢气的储氢合金,和构成对一氧化碳吸附的石墨烯或活性炭,以及吸附二氧化碳吸收的碳基吸附剂或固态胺吸附剂。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:于所述凸台内设有可构成对所述吸附物支撑的支撑柱。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:于所述堵盖上设置有间隔布置的多个“米”字刻痕。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:在所述盖板(6)与所述极片间设有构成两者绝缘的绝缘板,所述极柱的顶部依次穿经所述绝缘板和所述盖板(6)而暴露于外部;对应于两所述极片,在所述绝缘板的底部构造有凸柱(701),且对应于所述盖板(6)上的注液孔(601),于所述凸柱(701)上贯通有进液通道,所述两所述极片的与所述极耳(2)电联接的一端构造有可插设并定位固定在所述凸柱(701)上的缺口(804);在所述极耳(2)和所述极柱间的所述极片上构造有可因电流超负载而熔断的保护部,且于所述保护部外套设有构成对熔断后两所述极片状态保持的保持套(11)。
6.根据权利要求5所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:对应于所述凸台,于所述绝缘板上构造有凹槽,且于所述凹槽的底部构造有若干防爆通孔(704)。
7.根据权利要求5所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:所述保持套(11)的两端呈尖部朝外设置的锥状。
8.根据权利要求5所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:于所述绝缘板的底部构造有供所述保持套(11)顶部嵌入的嵌入槽。
9.根据权利要求5所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:于所述凸柱(701)的周向上构造有卡头(703),插设于所述凸柱(701)上的所述极片保持在所述卡头(703)与所述绝缘板之间。
10.根据权利要求9所述的基于石墨烯衬层的锂电池,其特征在于:所述卡头(703)被设置为沿所述凸柱(701)周向间隔分布的至少两个。

说明书全文

基于石墨烯衬层的锂电池

技术领域

[0001] 本实用新型涉及锂电池技术领域,特别涉及一种基于石墨烯衬层的锂电池。

背景技术

[0002] 目前,锂电池在使用的过程中往往会因电解液的化学物质反应,等产生CO、CO2、H2等气体,从而使得电池内部的压变大,电池壳体会因此而发生鼓胀的问题,从而会影响电池在使用中的安全性。现有技术中对于电池内气体的处理方式容易影响电池内部的组成成分,从而使得其在推广上受到一定的限制。实用新型内容
[0003] 有鉴于此,本实用新型旨在提出一种基于石墨烯衬层的锂电池,以对电池壳体内产生的部分气体进行吸附,且提高电池的安全性能。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005] 一种基于石墨烯衬层的锂电池,包括电池壳体,于所述电池壳体内装设有电芯,并于所述电芯的极上设有与正极和负极电联接的两个极片,且相对于所述极耳,于两所述极片的另一端分别电联接有极柱,并于所述电池壳体的开口端封堵有盖板,在所述盖板的底部构造有外凸设置的凸台,于所述凸台上设有容纳腔,于所述容纳腔的开口端封堵有堵盖,并于所述容纳腔内安装有可构成对氢气、一和二氧化碳吸附的状吸附物,且于所述堵盖上安装有间隔布置的两个单向通气,以构成所述容纳腔与所述电池壳体内部间的连通;初始时,所述容纳腔为真空状态。
[0006] 进一步的,所述吸附物包括可吸附氢气的储氢合金,和构成对一氧化碳吸附的石墨烯或活性炭,以及吸附二氧化碳吸收的碳基吸附剂或固态胺吸附剂。
[0007] 进一步的,于所述凸台内设有可构成对所述吸附物支撑的支撑柱。
[0008] 进一步的,于所述堵盖上设置有间隔布置的多个“米”字刻痕。
[0009] 进一步的,在所述盖板与所述极片间设有构成两者绝缘的绝缘板,所述极柱的顶部依次穿经所述绝缘板和所述盖板而暴露于外部;对应于两所述极片,在所述绝缘板的底部构造有凸柱,且对应于所述盖板上的注液孔,于所述凸柱上贯通有进液通道,所述两所述极片的与所述极耳电联接的一端构造有可插设并定位固定在所述凸柱上的缺口;在所述极耳和所述极柱间的所述极片上构造有可因电流超负载而熔断的保护部,且于所述保护部外套设有构成对熔断后两所述极片状态保持的保持套。
[0010] 进一步的,对应于所述凸台,于所述绝缘板上构造有凹槽,且于所述凹槽的底部构造有若干防爆通孔。
[0011] 进一步的,所述保持套的两端呈尖部朝外设置的锥状。
[0012] 进一步的,于所述绝缘板的底部构造有供所述保持套顶部嵌入的嵌入槽。
[0013] 进一步的,于所述凸柱的周向上构造有卡头,插设于所述凸柱上的所述极片保持在所述卡头与所述绝缘板之间。
[0014] 进一步的,所述卡头被设置为沿所述凸柱周向间隔分布的至少两个。
[0015] 相对于现有技术,本实用新型具有以下优势:
[0016] (1)本实用新型所述的基于石墨烯衬层的锂电池,通过在凸台上的容纳腔内设置吸附物和单向通气阀,可将电池壳体内产生的部分气体进行吸附,从而利于降低电池壳体内的气压,避免因电池壳体内压力过大而引发鼓胀问题,进而提高电池使用的安全性。
[0017] (2)吸附物中的具体内容物能够实现对氢气、一氧化碳和二氧化碳的吸附,且其实现吸附功能的物质获取方便。
[0018] (3)支撑柱的结构简单,便于在凸台上进行安装,而具有较好的使用效果。
[0019] (4)“米”字形的刻痕利于在电池内部压力过大时胀开而破坏,从而使电池内的气压能量得以释放,而可提高电池的使用安全性。
[0020] (5)通过在盖板和极片之间设置绝缘板,可构成对极片与盖板之间的绝缘设置,防止因两者间绝缘不彻底而导致的短路。并通过设置保护部可在电流超负载时熔断而使电芯与极柱间断开,而可提高电池的安全性能。此外,保持套可借助凸柱实现对熔断后的极片状态的保持,防止熔断后的极片的位置变化而导致的内部短路。同时,凸柱还可对极片进行定位,在一定程度上提高极片的使用效果。
[0021] (4)嵌入槽的设置能够便于对保持套进行收容,从而利于提高电池容量,其结构简单,容易加工成型。
[0022] (5)绝缘板采用分体式的结构,可在其一发生问题后进行更换,如此可利于产品成本的节约。
[0023] (6)防爆通孔的设置可利于电池内的气体经由单向通气阀进入到盖板上的容纳腔内,而可提高电池的安全性。
[0024] (7)锥状的保持套可提高其在极片上的连接效果,从而达到较好的保持效果。
[0025] (8)嵌入槽的设置能够减少因保持套的设置而占有的空间,其结构简单,容易加工成型。
[0026] (9)凸柱上的卡头与绝缘板可共同作用而构成对极片的定位,卡头的数量设置利于提高其对极片的支撑效果。附图说明
[0027] 构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0028] 图1为本实用新型实施例所述的基于石墨烯衬层的锂电池的结构示意图;
[0029] 图2为本实用新型实施例所述的盖板的结构示意图;
[0030] 图3为本实用新型实施例所述的凸台内部的结构示意图;
[0031] 图4为本实用新型实施例所述的绝缘板的结构示意图;
[0032] 图5为本实用新型实施例所述的正极极片的结构示意图;
[0033] 附图标记说明:
[0034] 1-电池壳体,2-极耳,3-负极极片,4-负极极柱,5-负极绝缘板;
[0035] 6-盖板,601-注液孔,602-凸台,603-容纳腔;
[0036] 7-正极绝缘板,701-凸柱,702-侧板,703-卡头,704-防爆通孔;
[0037] 8-正极极片,801-极柱连接段,802-中间连接段,803-极耳连接段,804-缺口;
[0038] 9-正极极柱,10-电芯,11-保持套,12-单向通气阀,13-支撑柱,14-堵盖,15-吸附物。

具体实施方式

[0039] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0041] 本实施例涉及一种基于石墨烯衬层的锂电池,其结构参照图1中所示,该锂电池包括电池壳体1,在电池壳体1装设有两个电芯10,在两电芯10的顶部分别连接有极耳2。其中,为了便于区分,本实施例中将对应于正极设置的称为正极极耳,另一称为负极极耳。在电池壳体1内还设有与正极极耳电联接的正极极片8,以及与负极极耳电联接的负极极片3。相对于极耳2,在正极极片8和负极极片3的另一端电联接有正极极柱9和负极极柱4,另外,在电池壳体1的开口端还封堵有盖板6,极柱可穿经盖板6,以使极柱的顶部外露设置。另外,与现有技术中的盖板6结构一样,靠近于正极极柱9在盖板6上还通透的形成有注液孔601,以便于电解液的注入。
[0042] 参照图2和图3中所示,在盖板6的底部构造有外凸设置的凸台602,在凸台602上设有容纳腔603,在容纳腔603的开口端封堵有堵盖14,在容纳腔603内安装有可构成对氢气、一氧化碳和二氧化碳吸附的块状吸附物15,且在堵盖14上安装有间隔布置的两个单向通气阀12,以构成容纳腔603与电池壳体1内部间的连通。为便于电池壳体1内的气体进入容纳腔603内,初始时,所述容纳腔603为真空状态。
[0043] 本实施中的吸附物15经由支撑柱13支撑在容纳腔603内,其中,支撑柱13的一端插装在容纳腔603的内壁上,另一端构成对吸附物15的承托。本实施例中的吸附物15具体包括可吸附氢气的储氢合金,和构成对一氧化碳吸附的石墨烯或活性炭,以及吸附二氧化碳吸收的碳基吸附剂或固态胺吸附剂。此处的吸附物16所涉及中的物质均可在现有技术中采购到,其采用现有工艺加工成环状。以便于在容纳腔内进行安装。
[0044] 另外,在堵盖14上设置有间隔布置的多个“米”字刻痕,以利于在电池内部压力过大时胀开而破坏,从而使电池内的气压能量得以释放,而可提高电池的使用安全性。
[0045] 上述的结构在安装时,首先将吸附物15安装在容纳腔603内,然后将单向通气阀12密封安装在堵盖14上,接着,最后将堵盖14焊接在盖板6上,同时将容纳腔603抽成真空状态。本实施例中,通过在凸台602上的容纳腔603内设置吸附物15和单向通气阀12,可将电池壳体1内产生的部分气体进行吸附,从而利于降低电池壳体1内的气压,避免因电池壳体1内压力过大而引发鼓胀问题,进而提高电池使用的安全性。
[0046] 本实施例中,为提高极片和盖板6间的绝缘效果,在盖板6与极片间设有构成两者绝缘的绝缘板,上述的两极柱的顶部依次穿经对应的绝缘板和盖板6而暴露于外部。
[0047] 基于绝缘板的设计思想,本实施例中绝缘板的一种示例性结构如图1和图2中所示,该绝缘板为两个,其一为对应于正极极片8的正极绝缘板7,其二为对应于负极极片3的负极绝缘板5。其中,对应于极柱,在绝缘板上构造有与其形状相适配的型腔。另外,对应于两极片,在两绝缘板的底部构造有凸柱701,且对应于注液孔601,凸柱701上贯通有进液通道,由注液孔601进入的电解液可通过进液通道流入电池壳体1内。此处的进液通道设置在凸柱701上,可提高空间利用率,且该进液通道还能够对电解液的进入进行导向,而具有较好的使用效果。
[0048] 在凸柱701的周向上构造有卡头703,上述的极片的连接极耳2的一端均插设于对应的凸柱701上的,且极片保持在卡头703与绝缘板之间。为确保卡头703对极片的支撑效果,本实施例中的卡头703被设置为沿凸柱701周向间隔分布的至少两个,如其为图中的两个。在此值得说明的是,本实施例中的绝缘板由树脂材料注塑成型,以具有较好的绝缘效果。另外,正极绝缘板7上的凸柱701为中空结构,且与盖板6上的注液孔601相对应,以便于电解液的注入。当然,也可将凸柱701设置成实心结构,此时,凸柱701应与注液孔601的位置相错开,电解液的注液需要借助在正极绝缘板7上开设的另一通孔。
[0049] 此外,绝缘板采用分体式的结构,可便于在局部发生问题更换时进行单独的更换,进而利于节约维修成本。在正极绝缘板7和负极绝缘板5的连接端构造有凹槽,并在凹槽的底部分别开设有若干防爆通孔704,其可配合现有技术中动力电池上的防爆装置使用,而提高电池的使用安全性。
[0050] 为提高两者间的连接效果,本实施例中的正极绝缘板7和负极绝缘板5间采用插接相连,即在正极绝缘板7的远离极柱的端部构造有外凸设置的插接头,对应于所示插接头,在负极绝缘板5的端部设置有与插接头相匹配的插接槽,通过插接头在插接槽内的插装二实现两者间的连接,而且,插接的形式安装和拆卸方便,并有利于生产效率的提高。当然,此处的绝缘板采用一体式的结构也可,但相比于分体式的结构,在一体式的在维修成本上更大。
[0051] 本实施例中的正极极片8与负极极片3的形状相同,此处以正极极片8的结构为例进行说明。参照图1和图3中所示的,该正极极片8整体包括连接正极极耳的极耳连接段803,连接于正极极柱9的极柱连接段801,以及构成极柱连接段801和极耳连接段803两者间连接的中间连接段802。其中,极柱连接段801呈平面状,以便于正极极柱9在上面放置。为便于翻折,本实施例中的极耳连接段803在宽度方向的两侧均具有垂直布置的侧板702,该侧板702抵接在极耳2的外表面,并可因极耳2的翻折而翻折,而可保持两者间的连接。中间连接段802的宽度在整个正极极片8中宽度最小,该中间连接段802即为上述的保护部,如此,在超负载的电流流经中间连接段802时,中间连接段802会熔断,从而使得极耳连接段803和极柱连接段801两者间断开连接,最终提高电池的安全性。
[0052] 另外,在极耳连接段803的端部构造有可插设并定位固定在上述凸柱701上的缺口804,该缺口804被构造成横置的“U”字形,以便于其在凸柱701上进行安装。
[0053] 继续参照图1中所示,上述的保持部具体为套设在中间连接段802上的保持套11,其作用是在中间连接段802发生熔断后,保持极柱连接段801和极耳连接段803间的连接状态,防止因两者发分离而导致的电池短路。为提高保持套11的使用效果,本实施例中保持套11的两端呈尖部朝外设置的锥状。另外,在保持套11的内周面上构造由沿其长度方向间隔布置的多条环状凸起,以增大保持套11与正极极片8间的摩擦力,即增大极柱连接段801和极耳连接段803在分离后各自由保持套11内脱出的摩擦力。显然,保持套11采用绝缘材料制成,优选的,其可为橡胶材料制成,以具有较好的连接效果。为减少保持套11的空间占用,本实施例中在对应的绝缘板的底部构造由供保持套11嵌入的嵌入槽。
[0054] 本实施例中通过保持套11和凸柱701的设置可在极耳连接段803和极柱连接段801发生分离后,极耳连接段803可因保持套11和凸柱701的作用而保持原始的状态,从而防止其掉落后引发电池内部短路问题。
[0055] 本实施例所述的基于石墨烯衬层的锂电池,通过在盖板6和极片之间设置绝缘板,可构成对极片与盖板9之间的绝缘设置,防止因两者间绝缘不彻底而导致的短路。并通过设置保护部可在电流超负载时熔断而使电芯10与极柱间断开,而可提高电池的安全性能。此外,保持套11可借助凸柱701实现对熔断后的极片状态的保持,防止熔断后的极片的位置变化而导致的内部短路。同时,凸柱701还可对极片进行定位,在一定程度上提高极片的使用效果。
[0056] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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